“交通运输”——由始至终是人类发展进步的重要物质基础。随着国民经济的快速发展，“交通运输”也在迅猛发展着。高速公路——公路交通运输领域的基础，建设耗资巨大。道路通行能力是公路基础建设规模的主要决策依据。因此，对高速公路通行能力进行系统、全面、合理地研究剖析尤为重要。本文针对我国高速公路运行的特殊性，通过对通行能力主要影响因素及其作用特点分析，从宏观的角度总结高速公路车流特性影响源，分析关键因素之间的相互干扰及其影响关系，阐述了车速离散性这一重点影响因素的作用机理。介绍通行能力基本模型发展情况，分析模型变化特点，指出我国高速公路通行能力分析的特殊性。基于元胞自动机模型建立高速公路基本路段通行能力模型，包括道路建模和车辆建模。结合我国高速公路车辆运行规律赋予模型演变规则，研究不同车型、不同换道规则下车流运行状态及演变规律。采用MATLAB软件对所建立模型编程仿真模拟，通过控制改变输入条件，模拟分析其运行中车速离散性的效用结果、车速离散性和车道变换的作用关系，最终得出不同限制条件下高速公路实际通行能力。本文研究成果有助于高速公路通行能力分析系统化，使得高速公路通行能力更符合我国现实情况。对满足我国现阶段高速公路管理需求及高速公路的近远期规划建设有一定的现实意义。